【污泥处置技术分享】污泥生物沥浸及资源化利用技术

1988年开始，加拿大Tyagi教授等人开始研究利用该嗜酸性硫杆菌将城市污泥中重金属浸提出来，发现该菌的确能够很好地把污泥中重金属提取出来，但时间很长，通常要1-2周，且长期运行微生物并不稳定。

1999年，我们南京农大课题组恰好受托研究处理含重金属铬很高的浙江海宁某制革污泥的课题，于是从制革污泥和城市污泥中分离了一系列的化能自养型硫杆菌，研究提取制革污泥中的铬。在此过程中又分离到系列的耐酸性异养菌。将两类菌复合，获得很大成功，很好解决了嗜酸性硫杆菌在污泥环境中不稳定的弊端。于是我们借用生物浸矿的Bioleaching应用于制革污泥重金属提取上，并将Bioleaching中文翻译为“生物淋滤”（该名字一直沿用到2006年）。

2004年我们正式建成批处理20吨制革污泥（含水率98%）的生物淋滤制革污泥铬回收中试基地，铬溶出率高达95%，污泥中铬回收率可达80%以上，先后处理制革污泥1000多吨。回收的铬再生作为鞣革剂复用于制革企业，去除铬的“洁净”污泥用于园林绿化或焚烧。

在研究过程中，我们发现如果用于污泥中重金属的去除或提取，用“生物淋滤”一词描述Bioleaching这个原本用在生物浸矿上的名词似乎总感觉到词不达意，因为它在浓缩液态污泥处理上并没有微生物菌液“喷淋”或“淋滤”的过程，而是微生物与液态污泥一起混合反应逐渐将污泥中重金属溶解出来的构成。因此，2007年以后我们根据这个意涵再结合Bioleaching的读音，意译（Bio-生物）加音译（leaching-沥浸）为污泥“生物沥浸”。因此，2007年及以后我们发表的所有文章都将其更名为“生物沥浸”，这就是我们污泥生物沥浸技术命名的最初来由。

在制革污泥无害化研究中，我们惊奇地发现，生物沥浸过程不但能把重金属提取出来，对消除制革污泥恶臭和杀灭病原菌有极为显著的效果，而且明显改善了污泥脱水性能。生物沥浸后用隔膜厢式压滤机就可将污泥一步脱水到含水率60%以下，而不需要添加任何高分子絮凝剂。2008年前后，恰好全国城镇污泥处理问题开始凸显，其中一个面临的最大问题就是如何将污泥深度脱水后减量。鉴于城镇污水处理厂多污泥产量大，又受到高度重视，因此，我们迅速转变了研究思路，专攻城镇污泥深度脱水的问题。我们意识到，由于是生物方法处理，污泥脱水后泥质好，对后续资源化或处置很有帮助，因此一定会有更广阔市场。

于是，2009年开始，我们自己募集资金，在无锡市排水处、景津压滤机集团公司等大力支持下，在无锡太湖新城污水处理厂建立了国际上第一个具有生产性规模（日处理5万吨污水所产生的污泥）城镇污水处理厂污泥生物沥浸处理的示范工程。

2010年8月24日该示范工程正式投入运行，一周调试后达到预期处理目标，随后接受了环保部、住建部和许多省市主管部门的领导以及行业专家的现场考察。加拿大Tyagi教授在2011年5月初也来到现场考察，他说国际上之所以没有污泥生物沥浸的实际工程，包括他自己课题组后来之所以没有继续做污泥生物沥浸的研究，是源于当地污泥越来越“干净”（重金属不超标），认为用这个方法去除重金属已经没有实际应用价值。而我们却正是得益于利用中试工程平台研究制革污泥重金属去除时，偶然发现生物沥浸在脱水上有很大功效才最终发展和推动了污泥生物沥浸技术的应用。为使得该工艺更加优化和发现问题，我本人带着我的几个博士生和硕士生，就住在生物沥浸反应器旁边的工棚中8个多月，既当研究者又当操作工（我们当时没有请工人），获得了大量的第一手宝贵资料，我们就是在工地现场迎来了2011年的春节，也是我们毕生不会忘记的一次春节。因为我们是用研究生的手机在生物沥浸反应池边看的春节联欢晚会，看完后又需要测试各指标和做好第二天进泥等准备，大年初一，无锡市排水处领导专程来现场慰问了我们。

2011年5月，我们正式将生物沥浸专利技术连同这个已经连续运行8个来月的示范工程以独占许可形式完整地移交给合作伙伴——北京中科国通环保工程技术股份有限公司。在双方的共同努力下，该技术在全国各地开始应用，截止目前，通过该技术，污泥处理量达到2200万/日，预计今年年底达到3000吨/日。

二、生物沥浸技术基本原理

基本概念：

生物沥浸是一种源于微生物的技术，污泥生物沥浸工艺是在城市污水处理厂的浓缩污泥(含水97％左右)中接种复合微生物，在运行中投加一定少量的营养物质，曝气处理约48h，使污泥pH降至2～5（取决于是否要去除重金属），完成生物沥浸过程。

复合微生物组成：

1）嗜酸性自养菌以硫杆菌为主，是生物沥浸技术的主要工作微生物，如嗜酸性氧化硫硫杆菌、铁氧化钩端螺旋菌等等。这类菌以二氧化碳做碳源，不能利用和分解有机物，这些菌除需要常规的N,P,K,Ca,Mg等外，还需要利用还原性硫如硫代硫酸钠、硫磺粉、硫化铁（FeS2）、亚铁等做能源物质。